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HORIZON TMA MSCA Postdoktorandenstipendium - Europäisches Stipendium für Dr. Corentin Gaillard:
Computergestützte Modelle des Sehens befassen sich häufig mit Problemen, die ein einziges und eindeutiges Ziel haben, wie z. B. die visuelle Erkennung: ein Beispiel hierfür wäre das Auffinden einer reifen Banane in einer komplexen Szene. Doch nicht alle Berechnungen erfolgen in dieser Form. Visuelle Informationen werden in den sensorischen Bereichen kontinuierlich verarbeitet, und das Nervensystem ist in der Lage, eine laufende Verhaltensreaktion auf Änderungen der eingehenden Informationen zu ändern oder anzuhalten. Wir können daher flexibel auf aktualisierte sensorische Eingaben oder veränderte Anforderungen an die motorische Leistung reagieren. Andererseits müssen dieselben neuronalen Mechanismen auch die Wahrnehmungsstabilität unterstützen, damit verrauschte Signale nicht zum Verlust eines wichtigen Ziels führen. Im Projekt COGSTIM werde ich die funktionellen neuronalen Netzwerke untersuchen, die das Gleichgewicht zwischen Wahrnehmungsflexibilität und -stabilität in den visuellen Arealen von Primaten unterstützen. Ich werde einen hochinnovativen Ansatz verwenden, bei dem dichte elektrophysiologische Aufzeichnungen mit einer Online-Dekodierung (in Echtzeit) der neuronalen Korrelate der Wahrnehmungsentscheidungen der Versuchspersonen auf der Grundlage adaptiver Algorithmen für maschinelles Lernen kombiniert werden. Um die visuelle Wahrnehmung effektiv und vorhersehbar zu steuern, wird eine elektrische Stimulation im geschlossenen Regelkreis mit dynamisch angepasster Rückkopplung auf die identifizierten neuronalen Schaltkreise angewendet, die die damit verbundenen Wahrnehmungen kausal modulieren. Dieser neuartige Ansatz, bei dem Dekodierung und Stimulation in Echtzeit kombiniert werden, wird es mir ermöglichen, visuelle Wahrnehmungen dynamisch zu steuern, was einen bedeutenden Fortschritt in unserem Verständnis der fortlaufenden, kontinuierlichen Berechnungen des Primatengehirns darstellt. Solche Entwicklungen bieten eine vielversprechende Grundlage für die künftige Entwicklung rehabilitativer therapeutischer Protokolle sowie innovativer Gehirn-Maschine-Schnittstellen, die sich für den Einsatz in der Praxis eignen.